Resumo - Estações elevatórias, Bombas e Curvas características das Bombas

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HIDRÁULICA APLICADA
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS
Existem algumas condições físicas para a escolha do local como:
Topografia;
Menor desnível geométrico;
Trajeto mais curto da tubulação de recalque e etc.
Um sistema de recalque é composto por três partes:
Tubulação de sucção: que é constituída pela canalização que liga o reservatório inferior à bomba, incluindo acessórios necessários, como válvula de pé com crivo, registro, curvas, redução excêntrica etc.
Conjunto Elevatório: que é constituído por uma ou mais bombas e respectivos motores elétricos ou a combustão interna.
Tubulação de recalque: que é constituída pela canalização que liga a bomba ao reservatório superior, incluindo registros, válvula de retenção, manômetros, curvas e, eventualmente, equipamentos para o controle dos efeitos do golpe de aríete.
Os acessórios necessários para tubulação de SUCÇÃO são:
Válvula de pé com crivo;
Curva de 90º;
Redução excêntrica.
Os acessórios necessários para tubulação de RECALQUE são:
Redução concêntrica;
Válvula de retenção;
Registro gaveta.
Altura manométrica é o somatório entre a altura geométrica e a perda de carga do trecho:
H sucção = H geométrica de sucção + Perda de carga na sucção
H recalque = H geométrica de recalque + Perda de carga de recalque
H manométrica = H sucção + H recalque
Perda de carga distribuída e localizada
Para D > 50 mm, utiliza-se Hazen – Williams:
(Perda de carga em m.c.a.)
Sistema de Estações Elevatórias
Acessórios tubo de SUCÇÃO:
Crivo ou filtro: evita a entrada de corpos estranhos na bomba. Há necessidade de limpezas periódicas;
Válvula de pé com crivo: é uma peça conectada na extremidade da tubulação de sucção.
Mantem a tubulação de sucção sempre cheia de água. 
Devem ter 2 ½ vezes a seção do tubo.
Mantém a bomba escorvada.
Curva: deve ter grande raio para diminuir a perda de carga.
Redução excêntrica: a redução do diâmetro na entrada da bomba deve ser excêntrica para evitar acumulação de ar.
São aconselháveis sempre que a tubulação de sucção tiver um diâmetro superior a 4” (100 mm).
Acessórios tubo de RECALQUE:
Manômetro: indica a pressão na saída da bomba. Tem significado da carga positiva conferida pela bomba à água, observada no ponto de medição.
Redução concêntrica: estabelece a ligação entre a saída da bomba e a tubulação de recalque.
Válvula de retenção (PREVENÇÃO AO GOLPE DE ARIETE): destinada a manter o fluxo numa só direção, é instalada na linha de recalque para evitar que numa inesperada paralisação do bombeamento, a água retorne com grande impacto (golpe de aríete) e atue diretamente contra a bomba.
Registro gaveta: colocado após a válvula de retenção, regula a vazão e permite manutenção na válvula de retenção.
A escolha da bomba depende do dimensionamento que é dado pela vazão, a velocidade média da água e o diâmetro do tubo.
Vazão é definida com base no consumo máximo. Deve-se de definir também o número de bombas necessárias (mínimo duas, sendo uma reserva). 
Segundo a equação da continuidade, a mesma vazão pode ser transportada em diferentes Diâmetros de tubulação, variando a velocidade de escoamento.
O Diâmetro de Sucção deve ser superior ao Diâmetro de Recalque para que haja menor perda de carga, menor altura manométrica, ou seja, melhor desempenho da bomba.
Pode-se adotar o critério de velocidade econômica onde se adota valores médios para que se encontre o diâmetro.
V sucção = 1m/s e V recalque = 2 m/s
A altura máxima de sucção deve satisfazer as especificações da bomba.
O Golpe de aríete é quando a água desce de forma inesperada e golpeia a bomba, podendo causar danos. A válvula de retenção é destinada a manter o fluxo numa só direção e é instalada na linha de recalque para evitar que numa inesperada paralisação do bombeamento, a água retorne com grande impacto (golpe de aríete) e atue diretamente contra a bomba.
BOMBAS
A classificação quanto à velocidade de rotação é:
Baixa rotação ( N < 500 rpm );
Média rotação ( 500 < N < 1800 rpm );
Alta rotação ( N > 1800 rpm ).
Obs: As velocidades de rotação tendem a serem menores quanto a bomba deve transportar líquidos mais densos ou sólidos (N < 1200 rpm). E velocidades maiores para o transporte de líquidos de baixa densidade como a água (3200 rpm).
Bombas de eixo vertical: utilizadas em poços subterrâneos profundos.
Bombas de eixo horizontal: tipo construtivo mais utilizado para abastecimento.
Classificação quanto à posição do eixo da bomba em relação ao nível da água
Bomba de sucção positiva: o eixo da bomba situa-se acima do nível d’água do reservatório de sucção.
Bomba de sucção negativa ou afogada: o eixo da bomba situa-se abaixo do nível d’água do reservatório de sucção.
Associação de bombas
Bombas em Paralelo: quando há necessidade de aumento na vazão (Usar bombas que oferecem a mesma Hman para que uma não prejudique a outra).
Bombas em Série: para vencer grandes alturas manométricas (Associar bombas que oferecem a mesma vazão).
Cavitação
Chama-se de cavitação a ebulição da água no interior dos condutos. Se na entrada da bomba for atingida a pressão de vapor, haverá a liberação de bolhas de vapor e gases. Essas bolhas sofrem compressão, e a água penetra nas mesmas com alta velocidade, o que causa atrito gerando desgaste e queda de rendimento da bomba.
Este fenômeno tem ruído característico assemelhando-se com a explosão de pipocas ou som de algum parafuso que estivesse solto no interior da bomba.
Para que não ocorra cavitação, devesse respeitar a seguinte condição:
NPSH disponível > NPSH requerido + 0,6 m.a.c.
NPSH: estado de energia com que o líquido penetra a bomba.
PROCEDIMENTOS PARA EVITAR A CAVITAÇÃO:
A tubulação de sucção deve ser a mais curta possível;
Deve-se ter o escorvamento completo ( retirada do ar da tubulação );
O NPSH disponível > NPSH requerido + 0,6 m.a.c.;
Haver medidas antivórtices ( regime menos turbulento possível );
Limitação da velocidade máxima de aspiração em função do diâmetro;
Indicação clara da posição da abertura e de fechamento das peças especiais;
Conexão da sucção com a entrada da bomba através de uma redução excêntrica ( também para facilitar o escorvamento ).
CURVAS CARACTERÍSTICAS
A curva característica é a expressão cartesiana de suas características de funcionamento. O usual é a utilização das bombas da linha de fabricação, cujas curvas são levantadas em laboratório.
Curva do sistema é uma curva onde são mostradas várias combinações de vazão e altura manométricas, indicando o comportamento do sistema à medida que estas grandezas variam.
H manométrica = H geométrica + ΔH perda de carga
Onde a curva da bomba intercepta a curva do sistema tem-se o ponto de trabalho.
A curva de potência x vazão representa a relação entre a vazão bombeada e a potência necessária para tal.
A curva de rendimento x vazão mostra a região do intervalo de vazões possível para a bomba, onde se dá o melhor rendimento (máx da curva) e seu valor.
A curva de NPSH x vazão relaciona o NPSH requerido com a vazão, o que significa a energia mínima que o liquido deve ter.
O ponto ótimo de operação é encontrado quando se coloca no mesmo gráfico as curvas de instalação, da bomba e do rendimento.
Ábaco de seleção
Deve-se observar o ponto de operação desejado e a rotação do motor que deverá ser acoplado à bomba. Depois com a vazão e a altura manométrica encontra-se a bomba desejada.
Exemplo do caderno:
- Hman = 41,88 m.c.a.
-Q = 15 m³/h
Bomba
Modelo – 32 – 160
3500 rpm